太陽能-污水源熱泵系統在北京住宅的適用性

黃子健，鄭文科，姜益強，程 程

(1.哈爾濱工業大學 建筑學院，黑龍江 哈爾濱 150001； 2.寒地城鄉人居環境科學與技術工業和信息化部重點實驗室，黑龍江 哈爾濱 150090； 3.華東建筑設計研究院有限公司，上海 200002)

1 概述

GB/T 51350—2019《近零能耗建筑技術標準》的發布，為我國近零能耗建筑的發展填補了標準方面的空白。隨著人民生活水平的提高，生活熱水能耗占建筑能耗的份額逐漸加大。近零能耗建筑有較低的冷熱負荷和較高的蓄熱能力[1]，利用太陽能和污水余熱可進一步降低建筑能耗。太陽能結合污水源熱泵技術已趨于成熟[2-4]，而目前的研究主要集中在有大量污水產出的區域[5]，如學校浴池[6]、游泳館[7-8]，針對住宅的研究比較少[9]。

本文根據近零能耗建筑的低熱負荷和高蓄熱能力的特點，提出一種兼具供暖與提供生活熱水的戶式太陽能聯合污水源熱泵系統(以下簡稱聯合系統)，根據TRNSYS仿真結果，分析聯合系統在北京地區的運行性能以及經濟性。

2 供暖對象

北京某住宅建筑面積為110 m2，家庭成員為3人，每日7:00—8:30、20:00—21:30使用生活熱水，供暖期為11月15日至次年3月15日。室內采用地面輻射供暖系統，供暖室內設計溫度為18 ℃。

全年逐時太陽輻照度見圖1。供暖期逐時室外溫度、逐時供暖熱負荷見圖2。圖2、5、6中，7 633～8 760 h對應11月15日—12月31日，8 761～10 536 h對應次年1月1日—3月15日。

圖1 全年逐時太陽輻照度

圖2 供暖期逐時室外溫度、逐時供暖熱負荷

根據GB 50015—2019《建筑給水排水設計標準》式6.4.1-1，生活熱水設計小時耗熱量的計算式為：

(1)

式中Φ——生活熱水設計小時耗熱……